一種輸電塔線體系的地震臺試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種輸電塔線體系的地震臺試驗裝置，所述輸電塔線體系包括由豎直設置的塔身、在所述塔身上端沿橫向設置的塔頭組成的模型塔，所述地震臺試驗裝置包括與所述模型塔平行設置的等代塔和設置在所述等代塔下端的固定基礎，所述模型塔為三個或三個以上，每個所述模型塔通過分別設置在其頂端的兩層鋼絞線相連；設置在上層的所述鋼絞線穿過所述等代塔與固定基礎相連，設置在下層的所述鋼絞線為連有I型絕緣串或V型絕緣串的絞線，其兩端分別與所述等代塔相連。和現有技術比，本發明提供一種輸電塔線體系的地震臺試驗裝置，充分考慮了邊界條件，以真實反映塔線體系或單塔的受力狀態、提高適用范圍并降低成本。
【專利說明】
一種輸電塔線體系的地震臺試驗裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種地震臺試驗裝置，特別是一種輸電塔線體系的地震臺試驗裝置。
【背景技術】
[0002]輸電塔是電力輸送的支柱，其安全性與可靠性直接影響整個電力系統的安全與運行。地震發生時，輸電塔會損壞甚至倒塌，給社會生活造成影響，帶來經濟損失，進而影響國民經濟發展。所以需要一種輸電塔線體系的地震臺試驗裝置，以檢測輸電塔在地震等地質災害時的抗震性能。
[0003]現有輸電塔的振動檢測裝置僅對一個輸電塔進行抗震性能檢測忽略了輸電塔和輸電塔之間、輸電塔和導地線間的相互影響。會涉及以下問題:①忽略了輸電塔的邊界條件，不能真實反映輸電系統或單塔的真實受力狀態，影響檢測數據。②輸電塔都是塔一線一塔一線一塔等一直延伸下去，輸電塔試驗不能僅有一個獨塔，還應考慮塔兩側的電線和鄰塔，無法真實的反映高壓輸電線路和塔體結構在地震作用下的動力特性和地震響應。③運輸和檢測成本高施工進度難以控制。④不適用于山路陡峭、缺乏施工材料、需要大型施工機械搬運和工作的地區。
[0004]為此，需要提供一種輸電塔線體系的地震臺試驗裝置，充分考慮了邊界條件，以真實反映塔線體系或單塔的受力狀態、提高適用范圍并降低成本。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是:提供一種輸電塔線體系的地震臺試驗裝置，所述輸電塔線體系包括由豎直設置的塔身、在所述塔身上端沿橫向設置的塔頭組成的模型塔，所述地震臺試驗裝置包括與所述模型塔平行設置的等代塔和設置在所述等代塔下端的固定基礎，
[0006]所述模型塔為三個或三個以上，每個所述模型塔通過分別設置在其頂端的兩層鋼絞線相連；
[0007]設置在上層的所述鋼絞線穿過所述等代塔與固定基礎相連，
[0008]設置在下層的所述鋼絞線為連有I型絕緣串或V型絕緣串的絞線，其兩端分別與所述等代塔相連。
[0009]所述塔身為由角鋼主材、角鋼斜材和與所述角鋼主材垂直設置的角鋼橫材交錯連接形成的框架結構，所述角鋼主材、角鋼斜材和角鋼橫材通過節點板連接。
[0010]所述塔頭包括水平設置的橫擔、垂直于所述橫擔分別對稱設置在所述塔身兩側的豎支撐梁和設置在所述橫擔兩端的地線支架；
[0011 ]所述豎支撐梁和橫擔圍成形狀為六邊形的塔窗；
[0012]所述橫擔的左端和右端分別設有與所述鋼絞線相連的I型絕緣串，所述橫擔的中間端設有與所述鋼絞線相連的V型絕緣串。
[0013]所述等代塔設置在相互串聯的所述模型塔兩端，其包括由主材、橫材和斜材交錯連接形成的框架結構；
[0014]四根所述主材在水平面上成90度分布，形成上下面為矩形的六面體；
[0015]在同一水平面上的所述橫材圍成沿水平方向設置的長方形橫隔面，所述長方形橫隔面將所述等代塔分為四層。
[0016]所述I型絕緣串包括由耳板、絕緣子串、連接板和掛板串接而成的絕緣子串組件；
[0017]所述絕緣子為倒置的傘狀結構;其上端設有固定槽，下端設有凸頭;所述固定槽和凸頭相互配合。
[0018]所述耳板兩端分別設置凹槽，所述凹槽的開槽方向相互垂直，所述凹槽兩側壁沿同一水平線方向分別設有通孔;所述凹槽通過連接件分別與所述絕緣子串上端和橫擔相連；
[0019]所述連接板兩端分別設有與所述絕緣子串下端和掛板相連的固定板。
[0020]所述V型絕緣串包括垂聯板和呈“V”字型分布在所述的垂聯板上的懸垂串；
[0021]所述垂聯板設有沿同一圓周均勻分布的懸垂線夾；
[0022]所述懸垂串上設有復合絕緣子串，且所述懸垂串一端與所述鋼絞線用連接件相連，另一端與所述垂聯板用轉軸相連。
[0023]所述固定基礎包括分別設置在上中下層的基礎臺面、振動組件和固定底座；
[0024]所述基礎臺面的縱截面為倒置的等腰梯形，其上表面設有連接所述模型塔或等代塔的地腳螺栓；
[0025]所述振動組件包括在水平方向沿縱向均勻排列的激振體和設置在所述激振體和基礎臺面之間的激振彈簧；
[0026]所述固定底座包括長方形底板和設置在所述長方形底板上側的減震彈簧。
[0027]所述等代塔為耐腐蝕合金鋼材;所述耐腐蝕合金鋼材包括按質量百分比計的下述組份構成:
[0028]碳:0.05%，鉻:18%，鎳:20%，鉬:5.3%，銅:2.2%，硅:芻2，錳:芻2，氮:蘭0.2，稀土:蘭0.3，余量為鐵。
[0029]地震臺試驗裝置的使用方法，所述方法包括如下步驟:
[0030]第一步，根據實驗要求設計并加工3座模型塔和2座等代塔；
[0031]第二步，根據實驗要求的檔距確定固定基礎的中心距以及模型塔中心距后，將所述模型塔分別錨固在三座所述固定基礎上；
[0032]第三步，根據實際設計情況將I型絕緣串或V型絕緣串與所述模型塔鉸接或者剛性連接；
[0033]第四步，將等代塔錨固在所述模型塔兩側且與所述固定基礎相連，在所述模型塔頂端設置兩端分別與所述固定基礎相連的鋼絞線;所述鋼絞線的長度根據實驗相似比確定的檔距和垂弧確定；
[0034]第五步，使用鋼絞線連接設置在所述模型塔上的所述I型絕緣串或V型絕緣串，所述鋼絞線兩端分別與所述等代塔相連。
[0035]本發明與現有技術比較，具有如下有益效果:
[0036]1、本發明提供的輸電塔的振動檢測裝置，充分考慮了邊界條件，具有真實反映塔線體系或單塔的受力狀態、提高適用范圍和降低成本的優異效果。
[0037]2、本發明提供的輸電塔的振動檢測裝置設有等代塔和固定基礎，充分考慮了振動邊界的實際條件，具有能準確檢測輸電塔的抗震性能的優異效果。
[0038]3、本發明提供的振動檢測裝置設有特殊結構的V型絕緣串，通過優化金具的結構及其連接方式，有效的縮短了懸垂串的長度，從而降低了輸電鐵塔的塔身高度，降低了金具和鐵塔的制造、運輸及施工成本，具有很好的經濟效益。
[0039]4、本發明提供的振動檢測裝置設有耐腐蝕性鍍鋅鋼絞線，具有強度高、抗腐蝕效果好、提高使用壽命一年以上的優異效果。
[0040]5、本申請提供的等代塔采用特殊成分配比的耐腐蝕合金鋼，具有耐腐蝕性能好、生產成本低、提高使用壽命一年以上的優異效果。
[0041]6、本申請提供的固定基礎，具有激振頻率高、激振效果好、結構簡單和生產維護成本低的優異效果。
【附圖說明】
[0042]圖1:本發明提供的輸電塔主視圖；
[0043]圖2:本發明提供的振動檢測裝置與輸電塔的連接示意圖；
[0044]圖3:本發明提供的I型絕緣串的結構示意圖
[0045]圖4:本發明提供的耳板主視圖；
[0046]圖5:本發明提供的耳板左視圖；
[0047]圖6:本發明提供的V型絕緣串主視圖；
[0048]圖7:本發明提供的固定基礎結構不意圖；
[0049]其中:I一固定基礎;2—等代塔;3—I型絕緣串；4一V型絕緣串；5—角鋼主材;6—角鋼斜材.J一角鋼橫材;8—橫擔;9一豎支撐梁；10一地線支架；11一耳板；12一絕緣子串；13一連接板；14一掛板；15一垂聯板；16一懸垂線夾；17一復合絕緣子串；18一基礎臺面；19 一激振體;20 一激振彈黃;21 —長方形底板;22 一減震彈黃
【具體實施方式】
[0050]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0051]如圖2所示，本發明實施例提供的一種輸電塔線體系的地震臺試驗裝置，所述輸電塔線體系包括由豎直設置的塔身、在所述塔身上端沿橫向設置的塔頭組成的模型塔，所述地震臺試驗裝置包括與所述模型塔平行設置的等代塔2和設置在所述等代塔2下端的固定基礎1，
[0052]所述模型塔為三個或三個以上，每個所述模型塔通過分別設置在其頂端的兩層鋼絞線相連；
[0053]設置在上層的所述鋼絞線穿過所述等代塔2與固定基礎I相連，
[0054]設置在下層的所述鋼絞線為連有I型絕緣串3或V型絕緣串4的絞線，其兩端分別與所述等代塔2相連。
[0055]如圖1所示，所述塔身為由角鋼主材5、角鋼斜材6和與所述角鋼主材5垂直設置的角鋼橫材7交錯連接形成的框架結構，所述角鋼主材5、角鋼斜材6和角鋼橫材7通過節點板連接。
[0056]如圖3和圖6所示，所述塔頭包括水平設置的橫擔8、垂直于所述橫擔8分別對稱設置在所述塔身兩側的豎支撐梁9和設置在所述橫擔8兩端的地線支架10;
[0057]所述豎支撐梁9和橫擔8圍成形狀為六邊形的塔窗；
[0058]所述橫擔8的左端和右端分別設有與所述鋼絞線相連的I型絕緣串3，所述橫擔8的中間端設有與所述鋼絞線相連的V型絕緣串4。
[0059]所述等代塔2設置在相互串聯的所述模型塔兩端，其包括由主材、橫材和斜材交錯連接形成的框架結構；
[0060]四根所述主材在水平面上成90度分布，形成上下面為矩形的六面體；
[0061]在同一水平面上的所述橫材圍成沿水平方向設置的長方形橫隔面，所述長方形橫隔面將所述等代塔2分為四層。
[0062]如圖3所示，所述I型絕緣串3包括由耳板11、絕緣子串12、連接板13和掛板14串接而成的絕緣子串組件；
[0063]所述絕緣子為倒置的傘狀結構;其上端設有固定槽，下端設有凸頭;所述固定槽和凸頭相互配合。
[0064]如圖4和圖5所示，所述耳板11兩端分別設置凹槽，所述凹槽的開槽方向相互垂直，所述凹槽兩側壁沿同一水平線方向分別設有通孔;所述凹槽通過連接件分別與所述絕緣子串12上端和橫擔8相連；
[0065]所述連接板13兩端分別設有與所述絕緣子串12下端和掛板14相連的固定板。
[0066]如圖6所示，所述V型絕緣串4包括垂聯板15和呈“V”字型分布在所述的垂聯板15上的懸垂串；
[0067]所述垂聯板15設有沿同一圓周均勻分布的懸垂線夾16;
[0068]所述懸垂串上設有復合絕緣子串17，且所述懸垂串一端與所述鋼絞線用連接件相連，另一端與所述垂聯板15用轉軸相連。
[0069]如圖7所示，所述固定基礎I包括分別設置在上中下層的基礎臺面18、振動組件和固定底座；
[0070]所述基礎臺面18的縱截面為倒置的等腰梯形，其上表面設有連接所述模型塔或等代塔2的地腳螺栓；
[0071]所述振動組件包括在水平方向沿縱向均勻排列的激振體19和設置在所述激振體19和基礎臺面18之間的激振彈貪20 ；
[0072]所述固定底座包括長方形底板21和設置在所述長方形底板上側的減震彈簧22。
[0073]所述等代塔2為耐腐蝕合金鋼材;所述耐腐蝕合金鋼材包括按質量百分比計的下述組份構成:
[0074]碳:0.05%，鉻:18%，鎳:20%，鉬:5.3%，銅:2.2%，硅:芻2，錳:芻2，氮:蘭0.2，稀土:蘭0.3，余量為鐵。
[0075]地震臺試驗裝置的使用方法，所述方法包括如下步驟:
[0076]第一步，根據實驗要求設計并加工3座模型塔和2座等代塔；
[0077]第二步，根據實驗要求的檔距確定固定基礎I的中心距以及模型塔中心距后，將所述模型塔分別錨固在三座所述固定基礎I上；
[0078]第三步，根據實際設計情況將I型絕緣串3或V型絕緣串4與所述模型塔鉸接或者剛性連接；
[0079]第四步，將等代塔2錨固在所述模型塔兩側且與所述固定基礎I相連，在所述模型塔頂端設置兩端分別與所述固定基礎I相連的鋼絞線;所述鋼絞線的長度根據實驗相似比確定的檔距和垂弧確定；
[0080]第五步，使用鋼絞線連接設置在所述模型塔上的所述I型絕緣串3或V型絕緣串4，所述鋼絞線兩端分別與所述等代塔2相連。
[0081]以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而這些未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均在申請待批的本發明的權利要求保護范之內。
【主權項】
1.一種輸電塔線體系的地震臺試驗裝置，所述輸電塔線體系包括由豎直設置的塔身、在所述塔身上端沿橫向設置的塔頭組成的模型塔，所述地震臺試驗裝置包括與所述模型塔平行設置的等代塔(2)和設置在所述等代塔(2)下端的固定基礎(I)，其特征在于: 所述模型塔為三個或三個以上，每個所述模型塔通過分別設置在其頂端的兩層鋼絞線相連； 設置在上層的所述鋼絞線穿過所述等代塔(2)與固定基礎(I)相連， 設置在下層的所述鋼絞線為連有I型絕緣串(3)或V型絕緣串(4)的絞線，其兩端分別與所述等代塔(2)相連。2.如權利要求1所述的地震臺試驗裝置，其特征在于，所述塔身為由角鋼主材(5)、角鋼斜材(6)和與所述角鋼主材(5)垂直設置的角鋼橫材(7)交錯連接形成的框架結構，所述角鋼主材(5)、角鋼斜材(6)和角鋼橫材(7)通過節點板連接。3.如權利要求2所述的地震臺試驗裝置，其特征在于， 所述塔頭包括水平設置的橫擔(8)、垂直于所述橫擔(8)分別對稱設置在所述塔身兩側的豎支撐梁(9)和設置在所述橫擔(8)兩端的地線支架(1); 所述豎支撐梁(9)和橫擔(8)圍成形狀為六邊形的塔窗； 所述橫擔(8)的左端和右端分別設有與所述鋼絞線相連的I型絕緣串(3)，所述橫擔(8)的中間端設有與所述鋼絞線相連的V型絕緣串(4)。4.如權利要求3所述的地震臺試驗裝置，其特征在于， 所述等代塔(2)設置在相互串聯的所述模型塔兩端，其包括由主材、橫材和斜材交錯連接形成的框架結構； 四根所述主材在水平面上成90度分布，形成上下面為矩形的六面體； 在同一水平面上的所述橫材圍成沿水平方向設置的長方形橫隔面，所述長方形橫隔面將所述等代塔(2)分為四層。5.如權利要求3所述的地震臺試驗裝置，其特征在于，所述I型絕緣串(3)包括由耳板(11)、絕緣子串(12)、連接板(13)和掛板(14)串接而成的絕緣子串組件； 所述絕緣子為倒置的傘狀結構;其上端設有固定槽，下端設有凸頭;所述固定槽和凸頭相互配合。6.如權利要求5所述的地震臺試驗裝置，其特征在于， 所述耳板(11)兩端分別設置凹槽，所述凹槽的開槽方向相互垂直，所述凹槽兩側壁沿同一水平線方向分別設有通孔;所述凹槽通過連接件分別與所述絕緣子串(12)上端和橫擔(8)相連; 所述連接板(13)兩端分別設有與所述絕緣子串(12)下端和掛板(14)相連的固定板。7.如權利要求3所述的地震臺試驗裝置，其特征在于，所述V型絕緣串(4)包括垂聯板(15)和呈“V”字型分布在所述的垂聯板(15)上的懸垂串； 所述垂聯板(15)設有沿同一圓周均勻分布的懸垂線夾(16); 所述懸垂串上設有復合絕緣子串(17)，且所述懸垂串一端與所述鋼絞線用連接件相連，另一端與所述垂聯板(15)用轉軸相連。8.如權利要求3所述的地震臺試驗裝置，其特征在于，所述固定基礎(I)包括分別設置在上中下層的基礎臺面(18)、振動組件和固定底座； 所述基礎臺面(18)的縱截面為倒置的等腰梯形，其上表面設有連接所述模型塔或等代塔(2)的地腳螺栓； 所述振動組件包括在水平方向沿縱向均勻排列的激振體(19)和設置在所述激振體(19)和基礎臺面(18)之間的激振彈簧(20); 所述固定底座包括長方形底板(21)和設置在所述長方形底板上側的減震彈簧(22)。9.如權利要求1所述的地震臺試驗裝置，其特征在于，所述等代塔(2)為耐腐蝕合金鋼材;所述耐腐蝕合金鋼材包括按質量百分比計的下述組份構成: 碳:0.05%，鉻:18%，鎳:20%，鉬:5.3%，銅:2.2%，硅:蘭 2，錳:蘭 2，氮:蘭0.2，稀土:蘭0.3，余量為鐵。10.如權利要求1-9所述的地震臺試驗裝置的使用方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 第一步，根據實驗要求設計并加工3座模型塔和2座等代塔； 第二步，根據實驗要求的檔距確定固定基礎(I)的中心距以及模型塔中心距后，將所述模型塔分別錨固在三座所述固定基礎(I)上； 第三步，根據實際設計情況將I型絕緣串(3)或V型絕緣串(4)與所述模型塔鉸接或者剛性連接； 第四步，將等代塔(2)錨固在所述模型塔兩側且與所述固定基礎(I)相連，在所述模型塔頂端設置兩端分別與所述固定基礎(I)相連的鋼絞線;所述鋼絞線的長度根據實驗相似比確定的檔距和垂弧確定； 第五步，使用鋼絞線連接設置在所述模型塔上的所述I型絕緣串(3)或V型絕緣串(4)，所述鋼絞線兩端分別與所述等代塔(2)相連。
【文檔編號】G01M7/02GK105910782SQ201610244539
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月18日
【發明人】王飛, 楊風利, 黃福云, 熊錚暉, 田曉, 劉亞多, 汪長智, 劉海鋒, 韓軍科, 張子富
【申請人】中國電力科學研究院, 國家電網公司, 福州大學, 國網山西省電力公司